Уплотнительное металлическое кольцо и фланцевое уплотнительное устройство с перепуском рабочей среды
Предлагаемая полезная модель относится к уплотнительным устройствам для неподвижных фланцевых торцевых соединений и может быть использована в пневмосистемах в различных областях техники, в том числе авиационной, работающих как в нормальных условиях, так и в условиях высоких температур. Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача обеспечения герметичности фланцевых торцевых соединений с перепуском рабочей среды заданного расхода. Для решения данной технической задачи уплотнительное металлическое пружинящее кольцо имеет в поперечном сечении U-образный профиль, уплотнение стыка осуществляется по ненаклоненной сплошной стенке профиля, при этом в ненаклоненной сплошной стенке профиля выполнены плоские вырезы или прорези с отогнутыми поверхностями, размеры вырезов и угол наклона отогнутых поверхностей определяются заданным расходом рабочей среды. Данное техническое решение может найти применение в качестве уплотнительного устройства, при стыковке воздуховодов с различными агрегатами или между собой, при стыковке газотурбинных двигателей летательных аппаратов с воздухозаборными устройствами.
Предлагаемая полезная модель относится к уплотнительным устройствам для неподвижных фланцевых торцевых соединений и может быть использована в пневмосистемах в различных областях техники, в том числе авиационной, работающих как в нормальных условиях, так и в условиях высоких температур.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является уплотнительное металлическое кольцо и разъемное фланцевое уплотнительное устройство (варианты) патент на изобретение 2395740 от 27.06.09.
Уплотнительное металлическое пружинящее кольцо выполнено из пружинистого листового металла и имеет в поперечном сечении U -образный профиль с одной наклоненной наружу стенкой, при этом ненаклоненная стенка профиля по всему кольцу выполнена сплошной, а остальная часть профиля (т.е. вторая стенка и радиальная часть) по всему кольцу имеет вырезы по поперечному сечению, образующие на кольце отогнутые лепестки.
Фланцевое уплотнительное устройство содержит первый фланец с внутренним уширением, второй фланец с заходной частью и буртиком, их взаимно поджимающие элементы и прокладку в виде выше описанного уплотнительного металлического пружинящего кольца, при этом U -образный профиль обращен вершиной наружу, сплошной стенкой перекрывает зазор по стыку фланцев, упираясь внешней средней ее частью в торец первого фланца и опираясь кромкой стенки на заходную часть второго фланца, кромки отогнутых лепестков профиля при этом упираются в буртик второго фланца.
Общим существенным признаком прототипа - уплотнительного металлического кольца, совпадающим с существенным признаком предлагаемого устройства, является то, что уплотнительное металлическое кольцо имеет в поперечном сечении U-образный профиль, и то, что уплотнение стыка осуществляется по ненаклоненной сплошной стенке профиля.
Общим существенным признаком прототипа - фланцевого уплотнительного устройства по первому варианту, совпадающим с существенным признаком предлагаемого устройства является то, что фланцевое уплотнительное устройство содержит два фланца, установленное между фланцами уплотнительное металлическое кольцо, и то, что уплотнение стыка осуществляется по сплошной стенке кольца.
Особенностью уплотнительного металлического пружинящего кольца - прототипа является то, что его применение невозможно во фланцевых соединениях, требующих: перепуска рабочей среды с заданным расходом через уплотнение (например, для охлаждения стыкуемых фланцев).
Особенностью фланцевого уплотнительного устройства по первому варианту - прототипа является то, что второй фланец выполнен сплошным, что препятствует перетеканию за него рабочей среды.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача обеспечения герметичности фланцевых торцевых соединений с перепуском рабочей среды заданного расхода.
Для решения данной технической задачи уплотнительное металлическое пружинящее кольцо имеет в поперечном сечении U-образный профиль, уплотнение стыка осуществляется по ненаклоненной сплошной стенке профиля, при этом в ненаклоненной сплошной стенке профиля выполнены плоские вырезы или прорези с отогнутыми поверхностями, размеры вырезов и угол наклона отогнутых поверхностей определяются заданным расходом рабочей среды.
Перепуск рабочей среды обеспечивается следующими вариантами конструкции устройства:
- в сплошной стенке выполнены плоские вырезы, размеры и количество которых определяется заданным расходом перепускаемой рабочей среды;
- в сплошной стенке выполнены прорези с отогнутыми поверхностями, размеры, количество прорезей и угол наклона отогнутых поверхностей определяются заданным расходом перепускаемой среды;
- в буртике второго фланца имеются вырезы для протекания части перепускаемой среды.
Отличительными признаками предлагаемого уплотнительного металлического пружинящего кольца являются следующие:
- в ненаклоненной сплошной стенке профиля выполнены вырезы или прорези с отогнутыми поверхностями:
- размеры и количество вырезов и угол наклона отогнутых поверхностей определяются заданным расходом перепускаемой среды.
Отличительным признаком предлагаемого фланцевого уплотнительного устройства является то, что в ненаклоненной сплошной стенке кольца выполнены плоские вырезы или прорези с отогнутыми поверхностями, а в буртике второго фланца имеются вырезы для протекания части перепускаемой среды.
Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующий результат - обеспечивается герметичность фланцевых торцевых соединений с перепуском рабочей среды заданного расхода.
Данное техническое решение может найти применение в качестве уплотнительного устройства, при стыковке воздуховодов с различными агрегатами или между собой, при стыковке газотурбинных двигателей летательных аппаратов с воздухозаборными устройствами.
Полезная модель поясняется фиг.17.
На фиг.1 представлено уплотнительное металлическое пружинящее кольцо по п.1 формулы в изометрии.
На фиг.2 представлено фланцевое уплотнительное устройство по п.2 формулы.
На фиг.3 представлено уплотнительное металлическое пружинящее кольцо.
Изображенное на фиг.1 уплотнительное металлическое пружинящее кольцо 1 состоит из сплошной стенки 2, отогнутых лепестков 3 и вырезов 4.
На фиг. 2, 3, 4 и 5 изображены фланцевое уплотнительное устройство, состоящее из первого фланца 5 с внутренним уширением 6, второго фланца 7 с заходной частью 8 и вырезами 9, и уплотнительного металлического кольца 1 с вырезами 4.
На фиг.6 и 7 изображено уплотнительное металлическое кольцо 1 с прорезями 10 с отогнутыми поверхностями 11.
Уплотнительное металлическое пружинящее кольцо, изображенное на фиг.17 работает следующим образом:
Уплотнение стыка осуществляется прижатием сплошной стенки 2 к первому фланцу 5 за счет поджатия лепестков 3 вторым фланцем 7, количество лепестков может быть уменьшено, исходя из конкретного заданного усилия поджатия. При этом через вырезы 4, расположенные во внутреннем уширении 6 первого фланца происходит перепуск рабочей среды в зону второго фланца через вырезы 9, например, для его охлаждения. Вырезы могут быть также выполнены в виде прорезей 10 с отогнутыми поверхностями 11. При этом рабочей среде придается угловая скорость, что позволяет увеличить время ее контакта с конструкцией второго фланца, чем обеспечивается, например, увеличение теплосъема. Размеры и количество вырезов 4 и прорезей 10 и угол наклона отогнутых поверхностей 11 определяются заданным расходом рабочей среды.
1. Уплотнительное металлическое кольцо, выполненное из пружинистого листового металла и имеет в поперечном сечении U-образный профиль с одной наклоненной наружу стенкой, при этом ненаклоненная стенка профиля по всему кольцу выполнена сплошной, а остальная часть профиля по всему кольцу имеет вырезы по поперечному сечению, образующие на кольце отогнутые лепестки, отличающееся тем, что в ненаклоненной стенке имеются вырезы и прорези.
2. Фланцевое уплотнительное устройство, характеризующееся тем, что содержит первый фланец с внутренним уширением, второй фланец с заходной частью и буртиком, их взаимно поджимающие элементы и прокладку в виде уплотнительного металлического кольца по п.1, при этом U-образный профиль обращен вершиной наружу, сплошной стенкой перекрывает зазор по стыку фланцев, упираясь внешней средней ее частью в торец первого фланца и опираясь кромкой стенки на заходную часть второго фланца, кромки отогнутых лепестков профиля при этом упираются в буртик второго фланца, имеющего вырезы для прохода перепускаемой среды.